Всі ці питання нерозривно пов'язані зі знанням особливостей бензину як палива. В інформації, що публікується нижче статті Г. Лібефорта любителі дізнаються про фракційному складі бензину, причини детонації і способах її усунення, шкідливий вплив на якість палива смолообразованія і присутності сторонніх домішок, познайомляться з правилами зберігання бензину, особливостями його використання на катері, дізнаються, як уникнути обмерзання карбюратора .
Всі ці відомості допоможуть не тільки більш правильно експлуатувати двигун, довше зберегти його працездатність, а й послужать основою для додаткової економії палива.
Найпоширенішим рідким паливом для двигунів внутрішнього згоряння є бензин - легка рідка фракція нафти, що википає при температурі до 200 ° С. В даний час на виробництво бензину витрачається близько 30% всієї видобутої нафти, а в деяких країнах - 50%. Основну частину бензину одержують при переробці нафти (пряма перегонка, термічний і каталітичний крекінг) або нафтових газів. Дуже невелика кількість виробляють зі смоли твердих видів палива (сланці, кам'яне вугілля).
В СРСР випускаються автомобільні бензини марок А-66, А-72, А-76, АІ-93, АІ-98 і авіаційні бензини Б-70, Б-91/115, Б-95/130, Б-100/130. Марка бензину, його сорт і основні фізико-хімічні властивості вказуються нафтобазою в паспорті. Від цих показників залежить не тільки витрата палива, але і надійність роботи двигуна.
Бензин повинен володіти хорошими карбюраціоннимі властивостями, високою детонаційної стійкістю, не викликати смоло- і нагарообразование на деталях двигуна, зберігати при тривалому зберіганні високі стабільні властивості, мати високі антикорозійні якості.
Фракційний склад
Інформація про зображення
Графік фракційної розгонки бензину А-76
Освіта горючої суміші залежить головним чином від випаровування палива і пружності його парів. Испаряемость бензину оцінюється фракційним складом, який в пас-спорті вказано температурами: початку кипіння, википання 10, 50, 90% палива і кінця кипіння. За своїм складом бензин представляє складну суміш вуглеводнів з різними температурами кипіння (див. Рис.).
В інтервалі температур від початку кипіння до википання 10% бензину відбувається випаровування легких вуглеводнів - пускова фракція, яка необхідна тільки на період пуску і прогріву двигуна. Чим вона нижче, тим краще пускові властивості. Але в подальшому, особливо влітку при підвищеній температурі, в паливному трубопроводі і бензонасосі утворюються парові пробки. Разом з рідиною через жиклер карбюратора надходить пар, в результаті цього знижується коефіцієнт наповнення циліндрів, падає потужність, двигун перегрівається. Особливо часто це відбувається при використанні зимових сортів бензину влітку. У зв'язку з цим кількість легкоиспаряющихся-трудящих вуглеводнів залежить від температури початку кипіння, вона не повинна бути нижче 35 ° С.
В інтервалі температур від початку кипіння до википання від 10 до 90% бензину відбувається випаровування вуглеводнів - робоча фракція. Стандартом є 50% -ва точка на кривій. Чим вона нижче, тим однорідніше склад палива і горючої суміші, стійкіше робота двигуна, швидше його прогрів, краще прийомистість.
Важкі вуглеводні (від 90% до кінця кипіння, хвостова частина) випаровуються в повному обсязі. Чим менше різниця між цими точками, тим вище якість бензину, менше його витрата, нагарообразование і знос деталей циліндро-поршневої групи. Важкі вуглеводні залишаються в крапельно-рідкому стані, проникають в картер двигуна, змивають мастильну плівку.
У бензинів основних марок кінець кипіння доведений до 180 ° С, що дозволило підвищити економічність двигунів (витрата палива зменшився на 10%) і збільшити моторесурс (через носи знизилися вдвічі). Подальше зменшення температури кінця кипіння не дає ефекту.
Показником наявності легких фракцій в бензині є тиск насичених парів. Від фракційного складу і тиску насичених парів залежать пускові властивості, схильність до утворення парових пробок у системі живлення, прийомистість, швидкість прогрівання, знос циліндропоршневої групи і витрата бензину.
Нещодавно з'явилась нова вимога до якості високооктанових бензинів - рівномірний розподіл октановим чисел по фракціям. Це властивість має велике значення для забезпечення нормальної роботи двигуна на змінних режимах.
При згорянні бензоповітряна сумішей в двигунах хімічна енергія палива перетворюється в тепло, а потім в механічну енергію. Від характеру процесу згоряння залежать показники потужності та економічні показники двигуна, а також його довговічність.
Одним з найважливіших властивостей бензину є його антидетонаційна стійкість, що визначається октановим числом (див. Табл.).
Октанове число вказують в марці бензину. Наприклад, в марці бензину А-76 цифра 76 означає октанове число: його стійкість до детонації така ж, як у суміші, що складається з 76% изооктана і 24% гептана.
Визначення октанового числа зазвичай проводять двома методами: моторним і дослідницьким. Найбільш поширений перший. Другий метод використовують при випробуваннях, які проводять в режимі роботи легкового автомобіля при його русі в умовах міста. В цьому випадку до марки бензину додають букву «І». Наприклад, бензин марки АІ-93 являє собою автомобільний бензин з октановим числом не менше 93, визначеним за дослідним методом.
За моторним методом октанове число бензину менше, ніж за дослідницьким. Наприклад, октанове число бензину АІ-93 по моторному методу одно 85. Різниця в значенні октановим чисел називається чутливістю і залежить від хімічного складу бензину.
Зазвичай октанове число бензинів підвищують за допомогою високооктанових компонентів, антидетонаторов. Найпоширеніший з них - тетраетилсвинець (ТЕС). При згорянні в двигуні палива з ТЕС гальмується освіту перекисних сполук, зменшується небезпека виникнення детонації. ТЕС - це густа безбарвна отруйна рідина. Вона може проникати в кров людини через пори шкіри, дихальні шляхи і накопичуватися в організмі. Навіть невеликі дози ТЕС, що потрапили в їжу, викликають смертельні отруєння, тому звертатися з етілірованнимі бензинами треба дуже обережно.
У чистому вигляді ТЕС в паливо не вводять, а додають у вигляді етилових рідин (ЕЖ), до складу яких входять хлористі і бромисті з'єднання. За їх допомогою накопичуються оксиди свинцю (близько 10%) виводяться з камери згоряння; 90% окису свинцю виноситься з циліндрів двигуна з відпрацьованими газами.
Етиловий бензин в нашій країні фарбуються в наступні кольори: А-76 - в жовтий, АІ-93 - в оранжево-червоний, АІ-98 - в синій. Етиловий бензин А-66 і А-72, що випускаються за технічними умовами, фарбуються, відповідно, в зелений і рожевий кольори.
Великим недоліком свинцевих антидетонаторов є висока токсичність відпрацьованих газів. За розрахунками, в атмосферу щорічно викидається понад 250 тис. Т свинцю у вигляді аерозолю. При великому скупченні автомобілів в крупних містах створюється реальна загроза здоров'ю людей. Тому в Москві і Московській області, Ленінграді та ряді курортних районів заборонено використання етильованого бензину.
У зв'язку з необхідністю захисту навколишнього середовища в останні роки намітилася загальна тенденція до зменшення застосування свинцевих антидетонаторов. Наприклад, в 1985 р в Канаді споживання неетильованого бензину повинно бути доведено до 60%; в США вироблення неетильованого бензину повинна збільшитися до 80%, при цьому октанове число буде обмежено 93, що відповідає ступеню стиснення 8,8.
При зберіганні етилованого бензину їх детонаційна стійкість знижується в результаті розкладання ТЕС. Якщо в паливі є вода, смоли, опади і воно зберігається при підвищеній температурі, цей процес прискорюється. При цьому різко підвищується утворення нагару, який збільшує фактичну ступінь стиснення, а значить, і вимога до Антидетонаційна властивостями бензину, погіршує тепловідвід з камери згоряння.
Влітку, коли через карбюратор надходить тепле повітря, схильність до детонації збільшується. Вологе повітря, навпаки, зменшує ймовірність детонації, так як частина тепла витрачається на випаровування води З При експлуатації можливість детонації можна знизити зменшенням кута випередження запалювання - скорочується час на підготовку 'горючої суміші до займання. Збільшення частоти обертання також знижує схильність до детонації - скорочується час циклу. Головна ж умова роботи двигуна без детонації - бензин, правильно підібраний відповідно до ступеня стиснення.
краплинне запалювання
Під калильним запалюванням розуміється мимовільне (некероване) займання робочої суміші незалежно від часу подачі іскри або після виключення запалення. Джерелами займання можуть бути перегріті випускні клапани, свічки, кромки прокладок, тліючі частинки нагару і т. Д. Гартівне запалювання принципово відрізняється від детонації, так як згорання суміші протікає з нормальними швидкостями.
смолоутворення
Майже у всіх марках бензину містяться в розчиненому стані смолисті і смолообразующіх речовини, які відкладаються на днище поршня, в камері згоряння, поршневих канавках, забивають жиклери. Ці речовини постійно ущільнюються і частково вигорають, утворюючи нагар.